基因突变和基因重组 省赛获奖

遗传与变异例题1．相对性状中显、隐性关系确定的实验设计例1已知牛的有角和无角为一对相对性状，由常染色体上的等位基因A和a控制。在自由放养多年的牛群中，无角的基因频率与有角的基因频率相等，随机选1头无角公牛和6头有角母牛，分别交配，每头母牛只产了1头小牛，在6头小牛中，3头有角，3头无角。(1)根据上述结果能否确定这对相对性状中的显性性状？请简要说明推理过程。(1)不能确定。①假设无角为显性，则公牛的基因型为Aa，6头母牛的基因型都为aa，每个交配组合的后代或为有角或无角，概率各为1/2。6个组合后代合计出现3头无角小牛、3头有角小牛。②假设有角为显性，则公牛的基因型为aa，6头母牛可能有两种基因型，即AA和Aa。AA的后代均为有角。Aa的后代或无角或为有角，概率各为1/2。由于配子的随机结合及后代数量少，实际分离比例可能偏离1/2。所以，只要母牛中含有Aa基因型的头数大于或等于3头，那么6个组合后代合计也会出现3头无角小牛和3头有角小牛。(2)为了确定有角无角这对相对性状的显隐性关系，用上述自由放养的牛群(假设无突变发生)为实验材料，再进行新的杂交实验，应该怎样进行？(简要写出杂交组合，预期结果并得出结论)从牛群中选择多对有角牛与有角牛杂交(有角牛×有角牛)。如果后代出现无角小牛，则有角为显性，无角为隐性；如果后代全部为有角小牛，则无角为显性，有角为隐性。规律：⑴确定显隐性性状时首选自交，看其后代有无性状分离，若有则亲本的性状为显性性状。⑵其次，让具有相对改善的两亲本杂交，看后代的表现型，若后代表现一种亲本性状，则此性状为显性性状。⑶考虑各种情况，设定基因来探究后代的表现型是否符合题意来确定性状的显隐性。⑷隐性性状的亲本自交后代都是隐性性状。

2．纯合子、杂合子鉴定的实验设计例2、3支试管分别装有红眼雄果蝇和两种不同基因型的红眼雌果蝇，还有1支试管内装有白眼果蝇。请利用实验室条件设计最佳方案，鉴别并写出上述3支试管内果蝇的基因型(已知红眼对白眼为显性，显性基因用B表示)。先根据第二性征鉴别3支试管内果蝇的性别，若某试管内为红眼雄性果蝇，则该试管内果蝇基因型为XBY；再用白眼雄性果蝇分别与另两支试管内的红眼雌性果蝇交配。若后代中出现性状分离，则该试管中果蝇的基因型为XBXb；若后代中不出现性状分离，则该试管中果蝇的基因型为XBXB。判断：纯合子、杂合子鉴定的方法通常有两种，即自交法与测交法。采用自交法，如果后代出现性状分离，则此个体为杂合子；若后代中没有性状分离，则此个体为纯合子。采用测交法，如果后代中只有显性性状，则被鉴定的个体为纯合子；如果后代中既有显性性状又有隐性性状出现，则被鉴定的个体为杂合子。一般来说，动物常用测交法，而植物最简便的方法是采用自交法。3．根据性状判断生物性别的实验设计例3、有一种雌雄异株的草本经济植物，属XY型性别决定，但雌株是性杂合子(即XY)，雄株是性纯合子(即XX)。已知其叶片上的斑点是X染色体上的隐性基因(b)控制的。某园艺场要通过杂交培育出一批在苗期就能识别雌雄的植株，则应选择：(1)表现型为

的植株作母本，其基因型为

。表现型为

的植株作父本，其基因型为

。(2)子代中表现型为

的是雌株。子代中表现型为

的是雄株。

判断：要通过性状来判断性别，应用伴性遗传规律，即选择控制性状的基因在性染色体上。在选择亲本时，只要让具有同型性染色体(XX或ZZ)的个体表现型是隐性性状，具有异型性染色体(XY或ZW)的个体表现型是显性性状即可。这样在子代中具有同型性染色体(XX或ZZ)的个体表现型是显性，具有异型性染色体(XY或ZW)的个体表现型是隐性性状。无斑点

XBY有斑点

XbXb

有斑点

无斑点

4．基因在常染色体还是X染色体上的实验设计例4、一只雌鼠的一条染色体上某基因发生突变，使野生型变为突变型。该鼠与野生型鼠杂交，F1的雌雄鼠中均既有野生型，又有突变型。假如仅通过一次杂交实验必须鉴别突变基因是在常染色体上还是在X染色体上，F1的杂交组合最好选择：解析(1)由条件可知，突变型是显性性状，野生型是隐性性状；该突变型雌鼠是杂合子，其基因型为Aa或XAXa，野生型雄鼠的基因型为aa或XaY。(2)确定F1的基因型。可见，不论基因位于常染色体还是X染色体上，F1的雌雄鼠中既有野生型，又有突变型，证明前面两点的推论是正确的验证：若假设基因位于常染色体上：第一种可能：AA×aa其后代无论雌雄全为显性；第二种可能：Aa×aa雌雄鼠中既有显性性状又有隐性性状。若假设基因位于X染色体上：XaXa×XAY其后代雌鼠全为显性性状，雄鼠全为隐性性状。所以，用隐性性状的雌鼠与显性性状的雄鼠杂交时，若后代雌鼠全为显性性状，雄鼠全为隐性性状，则该基因位于X染色体上；若后代雌雄鼠中都有显性性状，则该基因位于常染色体上。故正确答案为A。规律：⑴伴性遗传与性别有关；正交与反交后代有时结果不一样，性状的出于现往往与性别有关。⑵找准同一生物的同一性别群体，看其显性与隐性性状出现的比例是否为1：1，若是则最可能是常染色体上的基因控制的遗传，若不是则最可能是性染色体上的基因控制的遗传。⑶若通过一次杂交实验，鉴别某等位基因是在常染色体还是在X染色体上，应选择的杂交组合为：隐性性状的雌性与显性性状的雄性。5．环境因素(外因)和遗传因素(内)对生物性状影响的实验设计例5、一种以地下茎繁殖为主的多年生野菊花，分别生长在海拔10m、500m、1000m处的同一山坡上。在相应生长发育阶段，同一海拔的野菊株高无显著差异，但不同海拔的野菊株高随海拔的增高而显著变矮。为检验环境和遗传因素对野菊株高的影响，请完成以下实验设计。(1)实验处理：春天，将海拔500m、1000m处的野菊幼苗同时移栽于10m处。(2)实验对照：生长于

m处的野菊。(3)收集数据：第2年秋天

。(4)预测支持下列假设的实验结果。假设一野菊株高的变化只受环境因素的影响，实验结果是：移栽至10m处野菊株高

。假设二野菊株高的变化只受遗传因素的影响，实验结果是：移栽至10m处野菊株高

。假设三野菊株高的变化受遗传和环境因素的共同影响，实验结果是：移栽至10m处野菊株高

。10m、500m、1000m

测量株高，记录数据

与10m处野菊株高显著差异与原海拔处(500m、1000m)野菊株高无显著差异

比10m处矮，比原海拔处高规律：⑴生物性状既受基因的控制，又受环境的影响。⑵当发生性状改变时，有可能是由基因决定的，也有可能是由环境影响的。⑶探究生物性状的改变是由基因的还是由环境的引起的，需要改变其自下而上环境进行实验探究。6．育种过程的实验设计例6、小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种；马铃薯品种是杂合体(有一对基因杂合即可称为杂合体)，生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序，以及马铃薯品种间杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。（写出包括亲本在内的前3代即可）答案：小麦第1代PAABB×aabb亲本杂交↓第2代F1AaBb种植F1代，自交↓?第3代F2A_B_、A_bb、种植F2代，选矮秆抗病(aaB_)，

aaB_、aabb继续自交，期望下一代获得纯合子马铃薯第1代PyyRr×Yyrr亲本杂交↓第2代F1YyRr，yyRr，Yyrr，yyrr种植，选黄肉、↓抗病(YyRr)第3代F2YyRr用块茎繁殖7．探究基因型的组成规律：⑴当遇到的是两对以上的相对改善遗传时，若要测定基因型，要一对一对地分析，然后将每对相对改善遗传的分析结果予以综合；也就是说，在基因分离规